吳焱杰

淺談?wù)?chē)質(zhì)量管控方法

吳焱杰

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

隨著消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的日趨關(guān)注，各主機(jī)廠越來(lái)越重視整車(chē)質(zhì)量控制。研究表明，汽車(chē)的質(zhì)量每降低10%，燃油消耗可降低7%～8%，要想整車(chē)質(zhì)量控制在合理范圍內(nèi)，必須在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段予以管控。目前，整車(chē)質(zhì)量管控主要有標(biāo)桿競(jìng)品質(zhì)量解析、目標(biāo)設(shè)定、目標(biāo)分解、減重方案制定、推進(jìn)及目標(biāo)達(dá)成情況評(píng)價(jià)等步驟。文章主要闡述整車(chē)質(zhì)量管理流程、質(zhì)量目標(biāo)如何設(shè)定與分解、各系統(tǒng)減重方案的制定和推進(jìn)及整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)等方法，通過(guò)以上方法，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段整車(chē)質(zhì)量有效管控。

整車(chē)質(zhì)量；質(zhì)量管理；目標(biāo)制定；輕量化

在能源消耗和環(huán)保日趨嚴(yán)格的今天，輕量化是汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，據(jù)研究，汽車(chē)的整車(chē)質(zhì)量每降低10%，燃油消耗可降低7%～8%，降低排放4%[1]，因此，越來(lái)越受到主機(jī)廠的重視。為了實(shí)現(xiàn)更好的整車(chē)性能，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段實(shí)施整車(chē)質(zhì)量管控非常必要，可以實(shí)現(xiàn)整車(chē)輕量化設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)整車(chē)性能打下良好的基礎(chǔ)。文章主要介紹了整車(chē)質(zhì)量管理流程、質(zhì)量目標(biāo)制定與分解、整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)管控等方法。

1 整車(chē)質(zhì)量管控的意義

整車(chē)質(zhì)量管控[2]的目的是在有限條件內(nèi)最大限度地實(shí)施整車(chē)輕量化。整車(chē)輕量化是在保證汽車(chē)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和各項(xiàng)性能[3]的前提下，通過(guò)新型材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等應(yīng)用，結(jié)合先進(jìn)制造工藝，同時(shí)平衡性能、質(zhì)量、成本、周期及市場(chǎng)等相關(guān)因素，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化。推進(jìn)整車(chē)輕量化技術(shù)，既能降低燃油消耗，又能減少污染物的排放，提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 整車(chē)質(zhì)量管控

整車(chē)質(zhì)量管控貫穿整車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程，關(guān)聯(lián)整車(chē)的各個(gè)系統(tǒng)，幾乎涵蓋構(gòu)成汽車(chē)的每一個(gè)零部件。

2.1 整車(chē)質(zhì)量管控流程

整車(chē)質(zhì)量管控主要有三個(gè)階段，即質(zhì)量目標(biāo)制定、質(zhì)量過(guò)程管控和質(zhì)量驗(yàn)證，整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中質(zhì)量管控基本流程[4]如圖1所示。

2.2 競(jìng)品分析

在產(chǎn)品開(kāi)始初期，根據(jù)所開(kāi)發(fā)車(chē)型整車(chē)長(zhǎng)度、寬度、高度、軸距、動(dòng)力總成形式、配置等信息，確定競(jìng)品車(chē)型，對(duì)競(jìng)品車(chē)型整車(chē)及各零部件質(zhì)量進(jìn)行實(shí)稱(chēng)確認(rèn)。

2.3 整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)制定

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期，根據(jù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)指令，依據(jù)開(kāi)發(fā)車(chē)型整車(chē)長(zhǎng)度、寬度、高度、軸距、動(dòng)力總成形式、配置確定標(biāo)桿競(jìng)品車(chē)型，對(duì)同尺寸、同配置車(chē)型進(jìn)行體積質(zhì)量密度對(duì)比、投影面積密度對(duì)比、散點(diǎn)圖對(duì)比等，合理制定整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)。以下以某車(chē)型質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定為例。

質(zhì)量設(shè)定的主要依據(jù)與競(jìng)品單位體積質(zhì)量密度對(duì)比，即整車(chē)質(zhì)量/[整車(chē)寬度×（整車(chē)高度-離地間隙）×（整車(chē)長(zhǎng)度-前懸）]。通過(guò)統(tǒng)計(jì)與某車(chē)型尺寸相當(dāng)?shù)?3款車(chē)型，體積密度多集中在（148～153）kg/m3，按照某車(chē)型體積為9.99 m3，推算其質(zhì)量應(yīng)該在（1 478.5～1 528.5）kg之間。如圖2所示。

圖1 整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中質(zhì)量管控流程

圖2 體積密度-質(zhì)量示意圖

圖3 面積密度-質(zhì)量示意圖

按照投影面積密度法，即整車(chē)質(zhì)量/整車(chē)寬度×高度，通過(guò)統(tǒng)計(jì)與某車(chē)型尺寸相當(dāng)?shù)?0款車(chē)型，質(zhì)量密度多集中在（176～188）kg/m2，按照某車(chē)型面積為8.25 m2，推算其質(zhì)量應(yīng)該在（1 452～ 1 551）kg之間。如圖3所示。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)與某車(chē)型軸距相當(dāng)?shù)?0款車(chē)型，其軸距范圍擴(kuò)大至2 600～2 700 mm，通過(guò)散點(diǎn)圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，2 640 mm軸距段整備質(zhì)量多集中在1 500～1 530 kg之間。如圖4所示。

圖4 質(zhì)量-軸距示意圖

通過(guò)三種方式對(duì)比競(jìng)品質(zhì)量，再分析與某車(chē)型尺寸相近的運(yùn)動(dòng)型多用途汽車(chē)（Sport Utility Vehicle, SUV）質(zhì)量，其范圍為（1 478.5～1 528.5）kg、（1452～1 551）kg、（1 500～1 530）kg，根據(jù)選擇重復(fù)項(xiàng)的方式合并質(zhì)量范圍為（1 452～1 528.5）kg，根據(jù)其性能要求，最終此車(chē)型整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定為1 460 kg。

2.4 整車(chē)質(zhì)量管控

2.4.1零部件質(zhì)量管控

一般整車(chē)質(zhì)量管控[5]包括零部件質(zhì)量管控、系統(tǒng)質(zhì)量管控及整車(chē)質(zhì)量管控。通過(guò)對(duì)零部件質(zhì)量管控，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量管控，以及整車(chē)質(zhì)量控制，確保整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)的達(dá)成。

整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中按照零部件是否為新開(kāi)發(fā)分為沿用件和專(zhuān)用件。沿用件顧名思義就是沿用其他已有車(chē)型零部件；專(zhuān)用件即為針對(duì)車(chē)型新開(kāi)發(fā)的零部件。質(zhì)量管控主要針對(duì)專(zhuān)用件質(zhì)量進(jìn)行管控，從而確保零部件質(zhì)量、系統(tǒng)質(zhì)量及整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)的達(dá)成。根據(jù)整車(chē)設(shè)計(jì)物料清單（Bill of Material, BOM），篩選出此車(chē)型的專(zhuān)用件。專(zhuān)用件信息如表1所示。

零部件的質(zhì)量管控按照產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)可以分為兩個(gè)階段：設(shè)計(jì)階段和實(shí)物階段。設(shè)計(jì)階段零部件質(zhì)量主要為工程師通過(guò)理論計(jì)算得出；實(shí)物階段零部件質(zhì)量即為零部件實(shí)稱(chēng)質(zhì)量，整車(chē)質(zhì)量管控應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)零部件質(zhì)量。

表1 某車(chē)型部分專(zhuān)用件信息

2.4.2系統(tǒng)質(zhì)量目標(biāo)制定

結(jié)合整車(chē)結(jié)構(gòu)，將整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)分解為車(chē)身系統(tǒng)、開(kāi)閉件系統(tǒng)、內(nèi)外飾系統(tǒng)、底盤(pán)系統(tǒng)、電子電氣系統(tǒng)及動(dòng)力總成系統(tǒng)。結(jié)合各系統(tǒng)占整車(chē)質(zhì)量比例及專(zhuān)用件占有率，制定各系統(tǒng)降重目標(biāo)，具體如表2所示。

表2 某車(chē)型各系統(tǒng)質(zhì)量信息

2.4.3系統(tǒng)降重方案制定

整車(chē)質(zhì)量及各系統(tǒng)質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定后，為確保整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)達(dá)成，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，需制定詳細(xì)的降重方案，從各系統(tǒng)質(zhì)量占整車(chē)質(zhì)量比例來(lái)看，底盤(pán)、車(chē)體占比分別達(dá)到27.98%、22.66%，故在設(shè)計(jì)階段如何確保底盤(pán)及車(chē)體質(zhì)量達(dá)標(biāo)至關(guān)重要，下面就結(jié)構(gòu)和材料等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

結(jié)構(gòu)輕量化：車(chē)身鈑金搭接邊優(yōu)化，在確保焊接可行性的前提下，車(chē)身上各零部件的焊接邊應(yīng)盡量減小焊接寬度。通常情況下，建議焊接邊寬度為13～15 mm，在焊接條件允許時(shí)，焊接邊寬度盡量設(shè)計(jì)為13 mm。

材料輕量化：實(shí)現(xiàn)整車(chē)輕量化，必須集成利用多種新材料和相關(guān)技術(shù)。目前，輕量化材料主要有高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金、復(fù)合材料及塑料，其中高強(qiáng)度鋼主要應(yīng)用于降低鋼板厚度，在滿(mǎn)足車(chē)身各項(xiàng)基本性能的情況下，有效減小零部件厚度，實(shí)踐證明，高強(qiáng)度鋼應(yīng)用比例每提升1%，質(zhì)量降低0.7%～0.9%，因此，高強(qiáng)度鋼使用面廣且量大，圖5為某車(chē)型高強(qiáng)度鋼使用情況。

圖5 某車(chē)型高強(qiáng)度鋼使用分布圖

2.4.4整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)達(dá)成確認(rèn)

整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)達(dá)成分兩個(gè)階段：設(shè)計(jì)階段和實(shí)物階段。在零部件設(shè)計(jì)階段，定期對(duì)分組方案及降重方案推進(jìn)情況進(jìn)行管控，根據(jù)設(shè)計(jì)BOM定期匯總整車(chē)設(shè)計(jì)質(zhì)量，針對(duì)各系統(tǒng)質(zhì)量偏差嚴(yán)重及時(shí)進(jìn)行預(yù)警。實(shí)物階段需根據(jù)整車(chē)設(shè)計(jì)BOM對(duì)整車(chē)零部件質(zhì)量進(jìn)行實(shí)際稱(chēng)重，并將汽油、膠漆及各種加注液質(zhì)量一并進(jìn)行計(jì)算得到此車(chē)型整車(chē)質(zhì)量。最后，需對(duì)整車(chē)實(shí)車(chē)質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)，一般同配置、同動(dòng)力總成需實(shí)測(cè)5臺(tái)，以確保整車(chē)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性。

根據(jù)實(shí)稱(chēng)零部件匯總質(zhì)量與整車(chē)實(shí)測(cè)質(zhì)量對(duì)比，一般要求實(shí)稱(chēng)零部件匯總質(zhì)量與整車(chē)實(shí)測(cè)值偏差在±5 kg范圍內(nèi)即為合格。

通過(guò)對(duì)零部件質(zhì)量管控、降重方案推進(jìn)、系統(tǒng)質(zhì)量目標(biāo)跟蹤及整車(chē)實(shí)測(cè)，有效推進(jìn)整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)達(dá)成。

3 結(jié)論

整車(chē)質(zhì)量有效管控使整車(chē)各個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中得到有效控制，質(zhì)量管控將整車(chē)質(zhì)量在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行具體量化，最終達(dá)成整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)。

[1] 高新華,涂少平,王其東.整車(chē)質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定與分解研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,39(2): 166-169,189.

[2] 門(mén)立忠,李飛,李多,等.整車(chē)質(zhì)量管理在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].汽車(chē)工程師,2017(4):31-33.

[3] 譚芳琛,唐巖松.淺談汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中重量管理工作的流程和方法[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2015(Z1):22-24.

[4] 莫貴文.整車(chē)重量管理在汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用和方法[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù),2020,45(16):259-261.

[5] 嚴(yán)永攀,陳德旺.整車(chē)重量管理控制方法的探討與應(yīng)用[J].汽車(chē)科技,2017(2):72-75.

Basic Method of Vehicle Mass Management

WU Yanjie

( Anhui Jianghuai Automobile Group Company Limited, Hefei 230601, China )

As consumers pay more and more attention to the fuel economy of automobiles, the main engine manufacturers pay more and more attention to the mass control of the whole vehicle. Research shows that the fuel consumption can be reduced by 7% ～ 8% for every 10% reduction in the mass of vehicle. If the mass of the whole vehicle is to be controlled within a reasonable range, it must be controlled in the new product development stage. At present, the vehicle mass control mainly includes the steps of mass analysis of benchmark competitive products, goal setting, goal decomposition, formulation, promotion of mass reduction scheme, and evaluation of goal achievement. This paper mainly describes the vehicle mass management process, how to set and decompose the mass target, the formulation and promotion of the mass reduction scheme of each system, and the evaluation of the vehicle mass target. Through the above methods, the vehicle mass can be effectively controlled in the product development stage.

Whole vehicle mass; Mass management; Goal setting; Lightweight

U466

B

1671-7988(2022)23-220-04

U466

B

1671-7988(2022)23-220-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.023.040

吳焱杰（1985—），男，工程師，研究方向?yàn)槠?chē)總布置，E-mail:hefeiwuyanjie@sina.com。